(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電池装置（１０）と一緒に使用するための放射集束器であって、
複数の量子ドットを含む導波管（２）であって、前記量子ドットへの入射放射が前記量子ドットにより赤方偏移されて赤方偏移された放射を形成し、前記赤方偏移された放射は前記導波管の中で導波管出力（６）へ内部反射され、前記導波管は前記赤方偏移された放射に対して実質的に透明な材料で形成される、導波管
を具備する放射集束器。
【請求項２】
請求項１の放射集束器であって、前記導波管が
透明なプラスチック、
ガラス、
有機ガラス、
ＩＩ／ＶＩ族半導体を添加したガラス、および
二酸化シリコン
の中の一つ以上で形成される、放射集束器。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記量子ドットが
ＩｎＰ、
ＩｎＡｓ、
ＣｕＩｎＳｅ2、
ＩＩ／ＶＩ族ヘテロ構造、
ＩＩＩ／Ｖ族ヘテロ構造、および
ＣｄＳｅ／ＣｄＳヘテロ構造、
の中の一つ以上で形成される、放射集束器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記放射集束器が二つ以上の種類の量子ドットを含む、放射集束器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記量子ドットが表面パッシベーションを受ける、放射集束器。
【請求項６】
請求項１の放射集束器であって、前記光電池装置が
量子井戸光電池装置、
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子井戸光電池装置、
直接バンドギャップ光電池装置、および
ＩＩＩ／Ｖ族直接バンドギャップ光電池装置、
の中の一つである、放射集束器。
【請求項７】
請求項６の放射集束器であって、前記赤方偏移された放射が前記量子ドットの吸収スペクトルと低い部分的重なりを持つように、かつ前記赤方偏移された放射が前記光電池装置によって電気エネルギーに変換された放射と波長が合致するように、選択されたサイズの広がりを前記量子ドットがそなえる、放射集束器。
【請求項８】
請求項１と、請求項６および７のいずれか一つの請求項との放射集束器であって、テーパ素子（８）が前記赤方偏移された放射を前記導波管出力に面するテーパ入力で受け、前記赤方偏移された放射をテーパ出力から前記光電池装置に出力し、前記テーパ出力は前記導波管出力および前記テーパ入力に比べて面積が小さい、放射集束器。
【請求項９】
請求項８の放射集束器であって、前記導波管の屈折率がｎwgであり、前記テーパ素子の屈折率がｎteであり、前記光電池装置の屈折率がｎpdであり、ｎwg＜ｎte＜ｎpdである、放射集束器。
【請求項１０】
請求項８および９のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記テーパ素子が微結晶ダイヤモンドで形成される、放射集束器。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記入射放射または前記赤方偏移された放射が通過する少なくとも一つの界面で多層反射防止コーティングを含む、放射集束器。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記量子ドットが前記導波管の内側の液体の中に配置される、放射集束器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つの請求項の放射集束器であって、前記量子ドットが前記導波管の表面に薄膜として配置される、放射集束器。
【請求項１４】
光電池装置（１０）と、
請求項１〜１３のいずれかの項に記載の放射集束器とを含む装置であって、
前記放射収束器は、前記光電池装置から出力される赤方偏移された放射を受けるように前記光電池装置と光学的に結合していて、受けた前記赤方偏移された放射により電気エネルギを発生する、前記装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置であって、前記光電池装置が量子井戸太陽電池である、前記装置。
【請求項１６】
入射した放射を電気エネルギに変換する方法であって、
前記入射した放射を複数の量子ドットを含む導波管を有する放射収束器で受けて、前記入射した放射を収束し、量子ドットを使用して前記入射した放射を赤方偏移することにより赤方偏移された放射を形成し、前記赤方偏移された放射は前記導波管の中で導波管出力へ内部反射され、前記導波管は前記赤方偏移された放射に対して実質的に透明な材料で形成されていて、
前記導波管出力からの前記赤方偏移された放射が光電池装置と結合されて電気エネルギを発生する、
前記方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記赤方偏移された放射がテーパ素子の前記導波管出力に面するテーパ入力で受けられ、前記赤方偏移された放射はテーパ出力から前記光電池装置に出力され、前記テーパ出力は前記テーパ入力に比べて面積が小さい、前記方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記導波管の屈折率がｎwgであり、前記テーパ素子の屈折率がｎteであり、前記光電池装置の屈折率がｎpdであり、ｎwg＜ｎte＜ｎpdである、前記方法。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれかの項に記載の方法であって、前記放射収束器が前記入射放射または前記赤方偏移された放射が通過する少なくとも一つの界面で多層反射防止コーティングを含む、前記方法。
【請求項２０】
請求項１６から１９のいずれかの項に記載の方法であって、前記量子ドットが前記導波管の内側の液体の中に配置されている、前記方法。
【請求項２１】
請求項１６から１９のいずれかの項に記載の方法であって、前記量子ドットが前記導波管の表面に薄膜として配置されている、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は光電池装置用放射集束器に関するものである。
【０００２】
光集束器は光電池（ＰＶ（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）ｃｅｌｌｓ）からの電気のコストをかなり減らすことができる。具合の悪いことに、従来の高集光手法は太陽光線追跡を必要とし、これは費用がかかることがあり得る。また、従来の高集光手法は放射の直接成分だけを利用する。１９７０年代末期に新しい型の収集器、ルミネセンス（またはけい光）収集器が広範に調査され［参考文献１、２、３参照］、これは適当な有機色素が添加された透明なシートで構成される。日光は色素により吸収された後、等方性で再放射され、これは理想的には高い量子効率（ＱＥ：ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）で行われる。そして日光は内部反射によりシート内に閉じ込められる。ルミネセンスエネルギーのすぐ下にバンドギャップがある最適効率で動作する光電池によりシートのへりで、閉じ込められた光が変換される。余分な光子エネルギーは、熱により効率が低下する光電池の中ではなくて、ルミネセンスの赤方偏移（またはストークス偏移）により収集器の中で消散される。更に、色々な色素を添加したシートの積重ね［参考文献２参照］が付図の図１のように光を分離することができ、異なるルミネセンスの波長に適合するように光電池を選択することができる。
【０００３】
幾何学的な光集束器にまさる利点は、太陽光線追跡が不必要で、材料が安く、直接の放射と拡散放射の両方を集めることができるということである［参考文献３、４参照］。更に、幾何学的な集束器［参考文献７参照］と異なり、このような集束器は位相−空間保存の定理、すなわち、リュービル（Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ）の定理［参考文献５、６参照］によって制限されない。
【０００４】
これらの公知の集束器の開発は実用性、たとえば、第一に、色素に対する厳しい必要条件、すなわち高量子効率、適切な吸収スペクトルと赤方偏移、および放射下の安定性によって制限されていた［参考文献５、８参照］。第二の制約は、ルミネセンスの波長で透明な主要材料が必要であるということである。第三の制約は、適当なバンドギャップの高効率の光電池が無いということである。１０ｘの集束率が達成された［参考文献５参照］。ＧａＡｓ太陽電池の２スタック集束器の電気効率の代表的測定値は４％であった［参考文献５参照］が、もとの予測は１３−２３％の範囲であった［参考文献２参照］。
【０００５】
一つの側面から見ると、本発明は光電池装置と一緒に使用するための放射集束器であって、
複数の量子ドットを含む導波管であって、前記量子ドットへの入射放射が前記量子ドットにより赤方偏移されて赤方偏移された放射を形成し、前記赤方偏移された放射は前記導波管の中で導波管出力へ内部反射され、前記導波管は前記赤方偏移された放射に対して実質的に透明な材料で形成される、導波管
を具備する放射集束器を提供することである。
【０００６】
量子ドットの使用により、ルミネセンス太陽光集束器の実用性が大幅に改善される。量子ドットのある性質、特に量子ドットのルミネセンス効率、吸収閾値の調整可能性、および赤方偏移の大きさにより、量子ドットは低価格なこの集束器のテクノロジーの性能を制限する有機色素に対する良好な代替物となる。また、誘電導波管テクノロジーと光電池の使用、特に量子井戸光電池がバンドギャップを調整できることは、太陽電池と熱光電池の用途での全体的な高い効率が可能であるということも意味する。
【０００７】
赤方偏移が点のサイズの広がりによって決められるということを示すために、熱力学的モデルを使用することができる。集束器の性能を改善するために、このモデルを使用することもできる。
【０００８】
次に、付図を参照して本発明の実施例について説明する。これらの実施例は例を示すものに過ぎない。
【０００９】
従来技術の問題に対処する新しい型のルミネセンス集束器である量子ドット集束器（ＱＤＣ：ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）について、ここで説明する。コロイド溶液［参考文献９参照］または単一分子前駆物質［参考文献１０参照］の手法による微結晶半導体の成長の最近の進歩により、量子ドット（ＱＤ）は発光色素に対する良好な代替物となる。このような製造手法は大量生産に適しており、低コストとなる。また、ドット自体が半導体材料であるので、適当な媒体では有機色素よりも日光の中での劣化が少ない。
【００１０】
色素にまさる量子ドットの重要な利点は、単にドット直径を選択するだけで吸収閾値を調整できることである。ドットサイズで隔てられたコロイド性のＩｎＰ量子ドットは、１．５から２．４ｅＶのエネルギー範囲にわたる閾値、したがって最適スペクトルをそなえていることが示された［参考文献１１参照］。更に、コロイド性のＩｎＡｓ量子ドットは赤外波長をサンプリングすることができる［参考文献１２参照］。もう一つの主要な利点は室温で高いルミネセンス量子効率が観測されるということである。コロイド性のＣｄＳｅ／ＣｄＳのヘテロ構造ドットは室温で８０％を超えるルミネセンス量子収率を示した［参考文献１２参照］。良好に分離されたルミネセンスピークと吸収閾値が観測されたということが特に都合がよい。参考文献１１で、「全体的」赤方偏移（吸収閾値より充分に上の放射時の偏移）の大きさは、効率のもとの計算で行われた二つの仮定の中の、より楽観的な方と比較できる［参考文献２参照］。赤方偏移がドットサイズの広がりで決まるので、成長条件の選択により光電池装置に適合させることができるということを、ここで説明する放射集束器は認める。これは色素集束器と比べて非常に顕著な改善点である。
【００１１】
参考文献１１の筆者は、全体的赤方偏移の大半はドットサイズの有限分布の影響の結果であると主張している。それらのデータから抽出される「単一ドット」赤方偏移はかなりもっと小さい。我々は、この解釈を支援するために、ヤブロノビッチ（Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ）［参考文献６参照］がもとの色素集束器に適用した熱力学的モデルを使用してきた。
【００１２】
ヤブロノビッチは単一シートルミネセンス集束器に詳細な平衡の論法を適用することにより、ルミネセンスプロセスの量子効率、化学電位μ、および吸収横断面σ（ｖ）の周波数依存性により、吸収されたルミネセンス強度と、ＱＥの項の自己吸収されたルミネセンス強度との和に対する積分関係を見出した。μがｘに依存しないものとして、ヤブロノビッチは集束器の中の任意の位置ｘでのルミネセンス強度Ｉ2に対する式を与えた。
0004511052.tif 000002
ここで、ｎは媒体の屈折率であり、Ω2はルミネセンスの内部反射された成分の立体角である。
【００１３】
ヤブロノビッチのこの熱力学的アプローチは、直径が有限の範囲にあるＱＤの集合の全体的放射に拡張することができるということがわかる。式ＩでＩ2により与えられるルミネセンスピークの形状と位置、したがって赤方偏移の大きさは決定的に二つの要因、すなわち閾値近傍の吸収横断面σ（ｖ）の形状と温度と、だけで決まる。これはμ、またはσ（ｖ）の絶対値にあまり依存しない。参考文献１１のデータの閾値でのσ（ｖ）のエネルギーの依存性はほぼガウス状になっており、これはドットの直径がガウス曲線になるという筆者の所見と矛盾しない。ルミネセンスのピークの位置と形状を式Ｉに当てはめる際、ｅｘｐ（−ｈｖ／ｋＴ）の項を相殺するために、少なくともガウス曲線と同じ強さで低いｖではσ（ｖ）の吸収閾値は０に低下しなければならない。単にσ（ｖ）を変えるだけで式Ｉで得られる適合の代表的な例が図４に示されている。データが示すのに比べて吸収閾値を記述するガウス曲線が若干狭ければ、図４ａおよび４ｂのようにルミネセンス信号のピーク位置および形状に対して妥当な適合を得ることができる。ルミネセンスの尾部では適合は不充分である。これは不純物による寄与を示している。
【００１４】
参考文献１１のいくつかのデータセット、たとえば図４ｃでは、Ｔをその公称２９８Ｋから上昇することを許しても形状または位置でルミネセンスのピークの当てはめを行うことができなかった。しかし、これらの場合、そして適合させたσ（ｖ）がデータにより近い近似になっている図４ａおよび４ｂでは、熱力学的モデルは観察される赤方偏移より大きい赤方偏移を予測することが特徴である。特徴は、より低い放射強度で測定されることでもあり得るし、状態充満のような動的効果が全体的放射に影響を及ぼすことがあり得るということである。計算の示すところによれば、代表的な太陽光スぺクトルでは、モデルは図４の理論的な赤方偏移に類似した赤方偏移、すなわち参考文献１１で観測された赤方偏移と同等またはそれより大きい赤方偏移を予測する。
【００１５】
観測された赤方偏移とヤブロノビッチのモデルとがほぼ一致することは、観測された赤方偏移が主として量子ドットサイズの分布により決まり、量子ドットサイズは成長条件により決まるという解釈を支援する。更に、このモデルを使用することにより、量子効率とμにより絶対的なルミネセンス強度を予測することができ、ここで後者は参考文献６の積分関係で決まる。したがって、モデルを使用して集束器の効率を改善することができる。
【００１６】
ドットを埋め込むべき媒体は重要である。理想的には、組込みプロセスはコロイド溶液と液体で観測される室温ＱＥの高量子効率を劣化させるべきでない。ガラスまたは二酸化シリコン中での放射の方がドットによる劣化が少ないかも知れないが、透明なプラスチックへの組込みは問題にならないと思われる。ＩＩ−ＶＩ族半導体を添加したガラスがしばらくの間、フィルタとして使用され、量子ドットシステムの第一の例を形成した［参考文献１３参照］。問題は、融点の高い媒体では、多数のトラップ状態が生成されるために、ドットがついには低放射効率になるということである。参考文献１２のヘテロ構造ドットは適切な表面パッシベーション手法に対する良好な候補であり、特に関連する材料として、ＣｄＳおよびＣｄＳｅはガラスに既に良好に組み込まれている。類似の屈折率のガラス上に色素をコーティングした参考文献３のアプローチが代替案である。
【００１７】
ドットを保持する一つの媒体例はゾルゲル（アモルファス二酸化シリコン）である。ゾルゲルには、その屈折率を調整して、ゾルゲルの表面に設けられるドットの層に適合させることができるという利点がある。ドットを保持するためのもう一つの媒体例はアクリルプラスチックである。これは融点が比較的低いので、熱損傷の危険を減らして、その中にドットを埋め込むことができる。他のプラスチックスおよびガラス媒体を使用してもよい。
【００１８】
ルミネセンス波長に対して媒体はできる限り透明であるべきである。１９７０年代以来、粒子物理検出器で使用される添加プラスチックの透過および放射硬さがかなり改善された。この点についても、過去２０年間に光ファイバと誘電導波管の透明度が改善されたことを認めると、ガラスまたは酸化シリコンへの組込みは有利である。
【００１９】
導波管と電池との間の界面を考慮すべきである。この集束器では、ルミネセンスがすべての角度で導波管の出口面をたたくので、同じ屈折率の媒体内で更に集束することはできない。しかし、より高い屈折率の透明な媒体、たとえば、化学蒸着によって準備された微結晶ダイヤモンド（ｎ＝２．４）のテーパによって、更に有用な集束（〜５ｘ）を行うことが可能となり、またシェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）損失を避けるために別々のユニットを部分的に重ねることが容易となる。
【００２０】
屈折率が低い導波管と、中ぐらいの屈折率ｎのテーパと、屈折率ｎが高い光電池との間の界面での反射は、従来の集束器に比べて問題が少ない。より大きな角度で出る光は多層反射コーティングを効率的に透過し［参考文献１５参照］、スペクトル範囲は量子ドット集束器ではより小さくなる。
【００２１】
量子ドット集束器は、従来のエネルギー源からの無駄な熱放射が低バンドギャップ光電池で電気に直接変換される、熱光電池（ＴＰＶ：ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）システムにも適する［参考文献１６参照］。従来の集束器は、大きな角度を示すエネルギー源に光電池が近接しているので、使用することができない。これに反して、量子ドット集束器の受入れ角度が限定されない［参考文献４参照］ので、この用途に特に適したものとなる。量子ドット集束器はガラスで形成するか、またはガラスの後ろに配置することにより、高温に耐えやすいようにする。熱光電池システムは、サブバンドギャップ放射を反射することによりシステム効率を向上するために、エネルギー源と光電池との間に反射器をそなえることが多い。温度に安定なガラスに量子ドットを添加した場合には、量子ドット集束器の集束が可能になる。
【００２２】
最後に、過去２０年間にわたって光電池が大きく進歩してきた。ＩＩＩ−Ｖ族に基づく直接バンドギャップ光電池では、閾値に近いエネルギーの広範囲にわたって、外部量子効率が１に近い。井戸の幅を変えることによりバンドギャップを調整することができるので、量子井戸太陽電池（ＱＷＳＣ：ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）［参考文献１７参照］が特に適している。また、閾値での吸収は励起的であるので、量子ドットルミネセンスに良好にスペクトルを合わせることが容易となる。
【００２３】
前に説明した参考文献２の計算では、出力電圧が電圧係数、すなわち開放回路電圧対バンドギャップの比によって決まると仮定した。ＧａＡｓバンドギャップの近傍では、電圧係数は０．７である［参考文献１８参照］。実際、世界で最高効率のＧａＡｓ太陽電池の電圧係数は０．７２であり［参考文献１９参照］、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子井戸太陽電池の電圧係数は０．７４である［参考文献２０参照］。
【００２４】
量子ドットの多数の性質、特に量子ドットの吸収閾値と赤方偏移、ルミネセンス効率、および多分、放射下での安定性により、新しい型のルミネセンス集束器で量子ドットは有機色素の良好な代替物となる。参考文献６の熱力学的モデルが示唆するところによれば、量子ドットの赤方偏移は主として量子ドットの直径の広がりによって決まり、量子ドットの直径の広がりは成長条件によって適合するようにすることができる。熱力学的アプローチを使用して、量子ドット集束器の効率を予測することもできる。ドットを適切な透明な媒体に組み込むことができ、そしてドットの量子効率を維持することができるならば、ＩＩＩ−Ｖ族の光電池の改善された性能、特に量子井戸太陽電池により、もとの色素集束器に対して予測された効率の上側の範囲、すなわち２０％より上で動作する量子ドット集束器を提供することが可能となる。すべての入射角度で光を集め得ることにより、量子ドット集束器は非赤道緯度および熱光電池の用途に非常に適したものとなる。
【００２５】
図２は、導波管に添加して使用されるべき量子ドットの望ましい吸収と放出（日蔭）のスペクトルを示す。図１で、波長λ1、λ2およびλ3はそれぞれ、光電池装置Ｓ1、Ｓ2およびＳ3のバンドギャップのすぐ上のエネルギーに対応する。
【００２６】
図３は放射集束器を更に詳しく示す。入射光を導波管２が受ける。導波管２の中の量子ドットは入射放射を吸収し、それを赤方偏移された波長として放出する。この赤方偏移された放射は導波管２の中で内部反射される。導波管の一方の端での反射鏡４は、その端から出現する光を止める。導波管出力６はテーパ素子８に対向して配置される。テーパ素子８は微結晶ダイヤモンドで形成され、更に赤方偏移された放射を光電池装置１０に向かって集束する役目を果たす。導波管出力６の透過表面やどこか他のところに多層反射防止コーティングを形成してもよい。光電池装置１０は量子井戸光電池装置または直接バンドギャップ光電池装置とすることができる。光電池装置１０により電気エネルギーが生成される。
【００２７】
導波管２はその中に埋込まれた量子ドットと連続していてもよい。その代わりに、導波管２は、液体の中に浮遊する量子ドットで満たされた液体であってもよい。もう一つの代替案として、導波管の表面に量子ドットを形成してもよい。このような量子ドットの表面形成と液体中での浮遊は量子ドットの生産モードに非常に適している。とにかく、導波管２は赤方偏移された放射に対して実質的に透明であるべきである。
【００２８】
上記の種々の材料で形成されるだけでなく、量子ドットはＣｕＩｎＳｅ2、ＩＩ／ＶＩ族ヘテロ構造、ＩＩＩ／Ｖ族ヘテロ構造の一つ以上で形成してもよい。量子ドット集束器の中での二つ以上の種類（型）のドットの混合を使用して、量子ドット集束器の性質を入射放射と光電池装置に合わせやすいようにしてもよい。
【００２９】
図４は参考文献１０から得た吸収（実線）と全体的ルミネセンス（破線）の測定データを示す。点線により与えられた吸収スペクトルσ（ｖ）を仮定して、参考文献６の熱力学的モデルで、ルミネセンスピークに対する当てはめ（一点鎖線）が行われた。温度が２９８Ｋに固定され［参考文献１１参照］、またデータは相対的であるので、Ｎσ（ｖ）ｘの値は任意に０．０１に設定された（赤方偏移はこの係数に比較的影響されない）。数字はドットの平均直径を示す。
【００３０】
図５は、参考文献１１の図１から得た、吸収閾値より充分上の放射に対する全体的赤方偏移（吸収ピークエネルギー  −  ルミネセンスピークエネルギー）についてのデータを示す。×は、σ（ｖ）が関連吸収スペクトルで閾値を当てはめるガウス曲線によって与えられると仮定して、式の予測を示す。
【００３１】
図６は、単一スラブルミネセンス集束器（たとえば、図１の一つの層）に対する反射鏡近傍と太陽電池近傍の主ルミネセンスの計算値（点線）と、再吸収に続く同じ点で捕らえられたルミネセンスフラックスの形状の計算値（細線）を示す。曲線は、再吸収と位置によるμの変動を考慮に入れ、与えられた吸収曲線（太線を仮定した、参考文献６の熱力学的モデルの数値解である。
【００３２】
（参考文献）
１．  ダブリュー・エッチ・ウェーバおよびジェー・ランベ、アプライド・オプティックス、１５，２２９９，（１９７６）（Ｗ．Ｈ．Ｗｅｂｅｒ  ａｎｄ  Ｊ．Ｌａｍｂｅ，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．，１５，２２９９，（１９７６））
２．  エー・ゲッツバーガおよびダブリュー・グリューベル、アプライド・フィジックス、１４，１２３，（１９７７）（Ａ．Ｇｏｅｔｚｂｅｒｇｅｒ  ａｎｄ  Ｗ．Ｇｒｅｕｂｅｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１４，１２３，（１９７７））３．  チャールズ・エフ・ラップおよびノーマル・エル・ボリイング、第１３回ＩＥＥＥ光電池専門家会議、（１９７８）、Ｐ６９０（Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｆ．Ｒａｐｐ  ａｎｄ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｌ．Ｂｏｌｉｎｇ，Ｐｒｏｃ，１３ｔｈ  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，（１９７８），Ｐ６９０）
４．  エー・ゲッツバーガ、アプライド・フィジックス、１６，３９９，（１９７８）（Ａ．Ｇｏｅｔｚｂｅｒｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１６，３９９，（１９７８））
５．  エー・ゲッツバーガ、ダブリュー・シュタール、ブィ・ウィットワー、第６回ヨーロッパ光電池太陽エネルギー会議会議録、Ｐ．２０９（１９８５）（Ａ．Ｇｏｅｔｚｂｅｒｇｅｒ，Ｗ．Ｓｔａｈｌ，Ｖ．Ｗｉｔｔｗｅｒ，Ｐｒｏｃ  ６ｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｐ．２０９（１９８５））
６．  イー・ヤブロノビッチ、ジャーナル・オブ・オプティカル・ソサイエティ・エーエム、７０，１３６２（１９８０）（Ｅ．Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．，７０，１３６２（１９８０））
７．  ダブリュー・ティー・ウェルフォードおよびアール・ウィンストン、「高収集、非イメージング光学」、アカデミック・プレス、サンディエゴ（１９８９）（Ｗ．Ｔ．Ｗｅｌｆｏｒｄ  ａｎｄ  Ｒ．Ｗｉｎｓｔｏｎ，”Ｈｉｇｈ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，Ｎｏｎ−Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃｓ”，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ（１９８９））
８．  ブィ・ウィットワー、ケー・ハイドラー、エー・ザストロー、エー・ゲッツバーガ、ジャーナル・オブ・ルミネセンス、２４／２５，８７３，（１９８１）（Ｖ．Ｗｉｔｔｗｅｒ，Ｋ．Ｈｅｉｄｌｅｒ，Ａ．Ｚａｓｔｒｏｗ，Ａ．Ｇｏｅｔｚｂｅｒｇｅｒ，Ｊ．ｏｆ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，２４／２５，８７３，（１９８１））
９．  アーサ・ジェー・ノジクおよびオルガ・アイ・ミシク監修による、エムアールエス・ブレティン、１９９８年２月、２４頁（Ｒｅｖｉｅｗｅｄ  ｂｙ  Ａｒｔｈｕｒ  Ｊ．Ｎｏｚｉｋ  ａｎｄ  Ｏｌｇａ  Ｉ．Ｍｉｃｉｃ，ＭＲＳ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９８，Ｐ．２４）
１０．  ティトー・トリニダード、ポール・オブライエン、およびシアオ・メイ・チャン、ケミストリ・オブ・マテリアルズ９，５２３，（１９９７）（Ｔｉｔｏ  Ｔｒｉｎｉｄａｄｅ，Ｐａｕｌ  Ｏ’Ｂｒｉｅｎ  ａｎｄ  Ｘｉａｏ−ｍｅｉ  Ｚｈａｎｇ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ９，５２３，（１９９７））
１１．  オー・アイ・ミシク、エッチ・エム・ション、エッチ・フー、エー・ズンガー、ジェー・アール・スプラーグ、エー・マスカレンハス、およびエー・ジェー・ノジク、ジャーナル・オブ・フィジックス・ケミストリ、Ｂ，１０１，４９０４，（１９９７）（Ｏ．Ｉ．Ｍｉｃｉｃ，Ｈ．Ｍ．Ｃｈｅｏｎｇ，Ｈ．Ｆｕ，Ａ．Ｚｕｎｇｅｒ，Ｊ．Ｒ．Ｓｐｒａｇｕｅ，Ａ．Ｍａｓｃａｒｅｎｈａｓ  ａｎｄ  Ａ．Ｊ．Ｎｏｚｉｋ，Ｊ．Ｐｈｙｓ，Ｃｈｅｍ．Ｂ，１０１，４９０４，（１９９７））
１２．  エー・ピー・アリビサトス、エムアールエス・ブレティン、１９９８年２月、１８頁（Ａ．Ｐ．Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓ，ＭＲＳ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９８，Ｐ．１８）
１３．  ユー・ウォゴン、「半導体量子ドットの光学的性質」、シュプリンゲル・フェアラーク、ベルリン（１９９７）（Ｕ．Ｗｏｇｇｏｎ，”Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔｓ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ（１９９７））１４．  エス・エー・ブラントン、エム・エー・ハインズ、ピー・ギョ・シオネスト、アプライド・フィジックス・レターズ、６９，３９０５，（１９９６）（Ｓ．Ａ．Ｂｌａｎｔｏｎ，Ｍ．Ａ．Ｈｉｎｅｓ，Ｐ．Ｇｕｙｏｔ−Ｓｉｏｎｎｅｓｔ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，３９０５，（１９９６））
１５．  ブィ・ディアズ・ルーク、シー・アルゴラ・デル・バレおよびアイ・レイ・ストール・プラド、「均質光の広角度円錐下での非常に高い集束器のＧａＡｓ太陽電池の性能と最適化」、第２回世界太陽光エネルギー会議および展示（ウィーン）、１９８８（Ｖ．Ｄｉａｚ  Ｌｕｑｕｅ，Ｃ．Ａｌｇｏｒａ  ｄｅｌ  Ｖａｌｌｅ  ａｎｄ  Ｉ．Ｒｅｙ−Ｓｔｏｌｌｅ  Ｐｒａｄｏ，”Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  ｏｐｔｉｍｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ  ＧａＡｓ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ  ｕｎｄｅｒ  ｗｉｄｅ  ａｎｇｌｅ  ｃｏｎｅｓ  ｏｆ  ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  ｌｉｇｈｔ”，ｔｏ  ｂｅ  ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．２ｎｄ  Ｗｏｒｌｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ（Ｖｉｅｎｎａ），１９８８）
１６．  ティー・ジェー・コーツおよびエム・シー・フィッツジェラルド、サイエンティフィック・アメリカン、１９９８年１０月、９０頁（Ｔ．Ｊ．Ｃｏｕｔｔｓ  ａｎｄ  Ｍ．Ｃ．Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｍｅｒｉｃａｎ，Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９８．Ｐ．９０）
１７．  ケー・ダブリュー・バーンハム、ビー・ブラウン、ジェー・ネルソン、エム・パックスマン、シー・バトン、ジェー・エス・ロバーツ、シー・ティー・フォクソン、アプライド・フィジックス・レターズ、５９，１３５，（１９９１）および国際特許出願ＷＯ−Ａ−９３／０８６０６（Ｋ．Ｗ．Ｊ．Ｂａｒｎｈａｍ，Ｂ．Ｂｒａｕｎ，Ｊ．Ｎｅｌｓｏｎ，Ｍ．Ｐａｘｍａｎ，Ｃ．Ｂｕｔｔｏｎ，Ｊ．Ｓ．Ｒｏｂｅｒｔｓ，Ｃ．Ｔ．Ｆｏｘｏｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５９，１３５，（１９９１）  ａｎｄ  ａｌｓｏ  ｉｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ＷＯ−Ａ−９３／０８６０６）
１８．  エム・ウルフ、プロシーディングズ・オブ・アイアールイー、４８、１２４６（１９６０）（Ｍ．Ｗｏｌｆ．Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ，４８、１２４６（１９６０））
１９．  エム・エー・グリーン、ケー・エメリー、ケー・ビュヒャー、ディー・エル・キングおよびエス・イガリ、プログレス・フォトブォラティック・リサーチ・アプリケーション、６，２６５，（１９８８）（Ｍ．Ａ．Ｇｒｅｅｎ，Ｋ．Ｅｍｅｒｙ，Ｋ．Ｂｕｅｃｈｅｒ，Ｄ．Ｌ．Ｋｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓ．Ｉｇａｒｉ，Ｐｒｏｇ．Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔ．Ｒｅｓ．Ａｐｐｌ．，６，２６５，（１９８８））
２０．  ケー・ダブリュー・ジェー・バーンハム、ジェー・コノリー、ピー・グリフィン、ジー・ハーペイントナー、ジェー・ネルソン、イー・エス・エム・ツイ、エー・ザヒャリアス、ジェー・オズブローン、シー・シー・バトン、ジー・ヒル、エム・ホプキンソン、エム・ペート、ジェー・エス・ロバーツ、シー・ティー・フォクソン、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、８０，１２０１，（１９９６）（Ｋ．Ｗ．Ｊ．Ｂａｒｎｈａｍ，Ｊ．Ｃｏｎｎｏｌｌｙ，Ｐ．Ｇｒｉｆｆｉｎ，Ｇ．Ｈａａｒｐａｉｎｔｎｅｒ，Ｊ．Ｎｅｌｓｏｎ，Ｅ．Ｓ．Ｍ．Ｔｓｕｉ，Ａ．Ｚａｃｈａｒｉｏｕｓ，Ｊ．Ｏｓｂｒｏｎｅ，Ｃ．Ｃ．Ｂｕｔｔｏｎ，Ｇ．Ｈｉｌｌ，Ｍ．Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ，Ｍ．Ｐａｔｅ，Ｊ．Ｓ．Ｒｏｂｅｒｔｓ，Ｃ．Ｔ．Ｆｏｘｏｎ，Ｊ．Ａｐｐｌｉ．Ｐｈｙｓｉｃｓ．８０，１２０１，（１９９６））
【図面の簡単な説明】
【図１】  放射集束器として動作する、添加されたシートの積重ねを示す図である。
【図２】  吸収と放出のスペクトルを示す図である。
【図３】  本発明の一実施例による放射集束器を示す図である。
【図４】  量子ドットに対する吸収と全体的ルミネセンスを示す図である。
【図５】  赤方偏移の変動を示す図である。
【図６】  モデルで予測されるルミネセンスを示す図である。
【図１】
0004511052.tif 000003
【図２】
0004511052.tif 000004
【図３】
0004511052.tif 000005
【図４】
0004511052.tif 000006
【図５】
0004511052.tif 000007
【図６】
0004511052.tif 000008